Czym jest smog?

Smog powstaje w wyniku interakcji między substancjami zanieczyszczającymi powietrze, mgłą i światłem słonecznym. Zanieczyszczenia powietrza, takie jak tlenek węgla, metale ciężkie, tlenki azotu, ozon, dwutlenek siarki, lotne pary organiczne i cząstki stałe, mogą bezpośrednio lub pośrednio wywoływać stres oksydacyjny poprzez tworzenie się reaktywnych form tlenu. Smog czy też zanieczyszczenia powietrza ogółem to także zanieczyszczenia środowiska powodowane czynnikami chemicznymi, fizycznymi lub biologicznymi. Co ciekawe, oprócz wpływu smogu na skórę w 2013 r. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IRAC) sklasyfikowała zanieczyszczenie powietrza jako rakotwórcze dla ludzi. Powstaje także coraz więcej badań, które udowadniają jego negatywny wpływ na układ nerwowy i rozwój dziecka. Ponadto smog wiąże się z nadpobudliwością.

Powstawanie smogu

Smog to drażniąca mieszanina gazów i cząstek stałych w powietrzu, powstająca w wyniku dymu i mgły pod słońcem. Powstawanie smogu jest bezpośrednio związane z pogodą i topografią terenu. W normalnych warunkach cieplejsze powietrze znajdujące się nad ziemią w sposób ciągły unosi się do górnych warstw atmosfery. Stały ruch powietrza powoduje rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń i zapobiega gromadzeniu się smogu na ziemi. Czasami gradient temperatury jest odwrócony, a powietrze na górze jest cieplejsze niż powietrze pod nim – jest to zjawisko zwane inwersją temperatury. Smog może powstawać także naturalnie. Rośliny, które emitują lotne związki organiczne jako mechanizm obronny, w reakcji ze światłem słonecznym stają się głównym źródłem ozonu w atmosferze. Smog jednak ma przede wszystkim charakter antropogeniczny. Ewolucja transportu i energia wytwarzana ze spalania węgla i innych paliw kopalnych to główne przyczyny powstawania trujących tlenków azotu czy siarki. Miejsca oczyszczania odpadów ludzkich, takie jak spalarnie, składowiska i oczyszczalnie ścieków, również powodują wytwarzanie różnych toksycznych gazów, które zanieczyszczają powietrze – niektóre z nich, takie jak metan i siarkowodór, występują w największej ilości, a inne, jak np. węglowodory poliaromatyczne i polichlorowany bifenyl, uwalniane podczas pożarów składowisk i spalarni, są silnie rakotwórcze.

Zanieczyszczenia powietrza składają się głównie z mieszaniny składników: cząstek stałych różnej wielkości (PM10, PM2,5 lub mniejszych) oraz gazów, takich jak: O3 NOx, NO₂ i CO₂. Małe cząstki powstają zazwyczaj w wyniku spalania, a większe – w procesach mechanicznych. W pewnych warunkach atmosferycznych jednak wtórne zanieczyszczenia, takie jak ozon, powstają dodatkowo w wyniku reakcji fotochemicznych pomiędzy pierwotnymi substancjami zanieczyszczającymi a promieniowaniem ultrafioletowym. Zanieczyszczenia te pozostają w niewielkiej ilości w atmosferze (troposferze) i osadzają się zarówno na obszarach miejskich, jak i wiejskich, tworząc tzw. smog. W miastach większość substancji zanieczyszczających powietrze powstaje na skutek procesów spalania w przemyśle lub ruchu drogowym. Różne źródła emisji mogą wpływać na skład, działanie i wielkość cząstek. Na obszarach miejskich silniki wysokoprężne generują dodatkowe wysokie wartości tlenków azotu, co może negatywnie wpływać na jakość powietrza.

Wpływ smogu na skórę

Jednym z podstawowych skutków wpływu smogu na skórę, jest jej przedwczesne starzenie się, a także działanie na naturalną mikroflorę znajdującą się na jej powierzchni. Oczywiście należy wziąć pod uwagę, że nie jest to jedyny skutek działania zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu, gdyż do tego dochodzą także wspomniane już choroby wewnętrzne, ale i gorsze samopoczucie, zmęczenie oczu i pogorszenie widzenia, problemy z oddychaniem czy koncentracją. Skupiając się jednak na tym pierwszym, należy wspomnieć, że starzenie się skóry jest procesem naturalnym, któremu towarzyszy postępujące pogarszanie się struktury i funkcji wszystkich tkanek, z widocznymi oznakami. Warto w tym miejscu także wspomnieć o wolnych rodnikach czy też wymienionych już reaktywnych formach tlenu (nie każdy RFT to wolny rodnik), czyli cząsteczkach o bardzo dużej reaktywności, które przyczyniają się do powstawania stresu oksydacyjnego, a tym samym – także starzenia się. Jest to szczególnie istotne, gdyż osadzające się na powierzchni naszej skóry cząsteczki zanieczyszczeń powodują wzrost stężenia wolnych rodników.

Na starzenie się skóry wpływa kilka czynników. Można wyróżnić starzenie się skóry zewnętrzne i wewnętrzne. Wewnętrzne starzenie się skóry to ogólny proces starzenia się, zdeterminowany przez strukturę genetyczną i zachodzący w czasie. Starzenie się zewnętrzne to proces, na który wpływają czynniki środowiskowe, takie jak: palenie tytoniu, zanieczyszczenia powietrza i promieniowanie UV. Wyraźnymi objawami jest powstawanie zmarszczek, plam pigmentowych i elastoza słoneczna, a co ciekawe stopień starzenia się skóry jest bardzo zróżnicowany u poszczególnych osób i grup etnicznych. Wśród czynników zewnętrznych mających wpływ na skórę można także wyróżnić: zanieczyszczenia powietrza związane z transportem, tlenki azotu, promieniowanie UV czy ozon. Co ciekawe, liczne badania wykazują rakotwórcze działanie niektórych substancji zanieczyszczających układ pokarmowy i oddechowy. Zanieczyszczenia, które najbardziej specyficznie reagują ze skórą, to: promieniowanie ultrafioletowe, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, lotne związki organiczne, metale ciężkie i ozon. Promieniowanie ultrafioletowe zostało opisane jako czynnik odpowiedzialny za większość nowotworów skóry u ludzi. Kilka badań epidemiologicznych opisuje rakotwórczość niektórych substancji zanieczyszczających, takich jak arsen czy ołów, na skórę, jednakże większość dowodów potwierdzających rolę substancji zanieczyszczających w powstawaniu nowotworów skóry pochodzi z badań in vivo na zwierzętach lub in vitro. Poza przedwczesnym starzeniem się skóry zanieczyszczenia powietrza mogą także wywoływać niektóre jej choroby, takie jak: atopowe zapalenie skóry, kontaktowe zapalenie skóry, trądzik, łuszczyca, zwiększenie wrażliwości skóry, choroby autoimmunologiczne całego organizmu.

Jak chronić skórę przed smogiem?

Najważniejszym czynnikiem, który pozwoli działać przeciwko osadzaniu się i pozostawaniu zanieczyszczeń na skórze, jest jej codzienna pielęgnacja. Szczególnie istotne są w tym przypadku antyoksydanty, które dzięki swoim mechanizmom, zapobiegają powstawaniu wolnych rodników bądź też hamują ich procesy chemiczne. Można je przyjmować poprzez odpowiednią i bogatą np. w warzywa i owoce dietę, ale także stosując preparaty kosmetyczne czy suplementy diety. Inne ważne działania pielęgnacyjne to: stosowanie kremów z filtrem w codziennej pielęgnacji i kosmetyków antypollution, oczyszczanie skóry, codzienny demakijaż. Aby zapobiec osiadaniu różnego rodzaju zanieczyszczeń na naszej skórze, można również stosować maseczkę antysmogową, używać oczyszczaczy powietrza, a także uprawiać aktywność fizyczną w dni, gdy stężenie zanieczyszczeń jest niższe.

Mechanizm obronny skóry

Skóra jest wyposażona w szereg przeciwutleniaczy i układów enzymatycznych, które chronią komórki przed szkodliwym działaniem wspomnianych wolnych rodników. Cząsteczki przeciwutleniaczy, takie jak witamina A, witamina C i witamina E, spowalniają proces starzenia się, zapobiegając utlenianiu wrażliwych cząsteczek biologicznych przez wolne rodniki lub ograniczając powstawanie wolnych rodników i wygaszając już powstałe cząsteczki. Ponadto enzymy, takie jak dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza i enzymy biosyntetyzujące glutation, chronią tkanki przed wolnymi rodnikami. Przeciwutleniacze pierwotne lub wychwytujące wolne rodniki działają poprzez hamowanie przeniesienia protonu do wolnych rodników. Przykłady pierwszorzędowych cząsteczek przeciwutleniających obejmują: glutation, alfa-tokoferol (witaminę E i pochodne) oraz kwas askorbinowy (witaminę C). GSH i kwas askorbinowy są rozpuszczalne w wodzie, natomiast witamina E i bichinole są rozpuszczalne w tłuszczach i związane z błonami komórkowymi. Ze względu na zdolność różnych przeciwutleniaczy do wzajemnego oddziaływania, tworząc już opisaną „sieć przeciwutleniaczy”, sugerowano łączne zastosowanie więcej niż jednej cząsteczki. Przeciwutleniacze wtórne są często aplikowane w połączeniu z przeciwutleniaczami pierwotnymi, aby uzyskać działanie synergistyczne.

Należy także wspomnieć o układach enzymów przeciwutleniających, czyli enzymach które mogą regenerować przeciwutleniacze. Należą do nich: peroksydazy GSH, reduktaza GSH, S-transferazy glutationowe i inne enzymy bezpośrednio neutralizujące RFT, takie jak dysmutazy ponadtlenkowe, katalazy i reduktazy chinonowe. Wiele z tych enzymów ulega zmniejszeniu w procesie starzenia się i fotostarzenia się skóry. Niektóre z tych enzymów wymagają kofaktorów metali, takich jak: Cu, Mn, Zn i Se. Kilka metabolitów wytwarzanych w skórze, m.in. kwas moczowy, kwas urokanowy czy mocznik, również może działać jako silne przeciwutleniacze, a endogenne przeciwutleniacze obecne w skórze (witaminy C, E, GSH, kwas liponowy) wykazują wysoki poziom w ludzkim naskórku. Poziomy tych przeciwutleniaczy zmniejszają się wraz z wiekiem i fotoutlenianiem, co stanowi uzasadnienie dla miejscowej suplementacji tych przeciwutleniaczy w preparatach kosmetycznych, a tym samym – ochrony skóry przed słońcem. Warto wspomnieć, że słoneczne promieniowanie ultrafioletowe (UV) jest jednym z najważniejszych czynników środowiskowych uszkadzających DNA, na które człowiek jest stale narażony. Światło słoneczne, szczególnie UVB i UVA, powoduje różnego rodzaju uszkodzenia DNA, które mogą mieć kilka szkodliwych konsekwencji, takich jak: śmierć komórki, mutageneza, fotostarzenie i nowotwór.

Podsumowując, należy zauważyć, że oprócz ograniczenia spalania paliw kopalnych jako ostatecznego rozwiązania problemu powstawania smogu zaawansowane metody wykorzystujące różne środki fizyczne, chemiczne i biologiczne w celu zmniejszenia zawartości siarki i azotu w paliwach kopalnych mogą ograniczyć powstawanie smogu. Jest to o tyle istotne, że smog wpływa nie tylko na przedwczesne starzenie się skóry, ale także uszkadza komórki nerwowe i może przyczyniać się do wielu poważnych chorób, jak np. nowotwory. Zatem oprócz codziennej pielęgnacji, odpowiedniej diety i dbania o swoje zdrowie, musimy także zmienić swoje postępowanie wobec środowiska i naszej planety.